JP3090962B2 - 金属基板及びその製造方法 - Google Patents
金属基板及びその製造方法Info
- Publication number
- JP3090962B2 JP3090962B2 JP40538190A JP40538190A JP3090962B2 JP 3090962 B2 JP3090962 B2 JP 3090962B2 JP 40538190 A JP40538190 A JP 40538190A JP 40538190 A JP40538190 A JP 40538190A JP 3090962 B2 JP3090962 B2 JP 3090962B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- layer
- substrate
- insulating layer
- metal oxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Surface Heating Bodies (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (AREA)
- Insulating Bodies (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属基板及びその製造
方法に関し、特に厚膜電気回路や電気ヒータ等、高強度
或いは高耐熱性を必要とする分野に用いるのに好適な金
属基板及びその製造方法に関する。
方法に関し、特に厚膜電気回路や電気ヒータ等、高強度
或いは高耐熱性を必要とする分野に用いるのに好適な金
属基板及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、機械的衝撃及び熱が加わるよ
うな用途に、セラミック単体からなる基板に代えて機械
的強度や熱伝導性に優れた金属基板を用いることが提案
されている。この金属基板を電気回路用基板として使用
するために、金属からなる基材層の表面にガラス材から
なる絶縁層を形成したほうろう基板がある。
うな用途に、セラミック単体からなる基板に代えて機械
的強度や熱伝導性に優れた金属基板を用いることが提案
されている。この金属基板を電気回路用基板として使用
するために、金属からなる基材層の表面にガラス材から
なる絶縁層を形成したほうろう基板がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ほうろ
う基板にあっては、ガラスからなる絶縁層の強度、靱性
がセラミック単体からなる基板に比較して劣る問題があ
るばかりでなく、異なる種類の材料同士を接着してお
り、かつ基材層と絶縁層との熱膨脹係数が異なることか
ら両者間に所望の密着性を得ることができず、耐熱衝撃
性が比較的低い問題があった。また、上記密着性の問題
から金属基板として望まれる衝撃強度を得ることができ
なかった。加えて、ガラス材の熱伝導性が比較的低いこ
とから金属基板としては高い熱伝導性を得ることができ
なかった。
う基板にあっては、ガラスからなる絶縁層の強度、靱性
がセラミック単体からなる基板に比較して劣る問題があ
るばかりでなく、異なる種類の材料同士を接着してお
り、かつ基材層と絶縁層との熱膨脹係数が異なることか
ら両者間に所望の密着性を得ることができず、耐熱衝撃
性が比較的低い問題があった。また、上記密着性の問題
から金属基板として望まれる衝撃強度を得ることができ
なかった。加えて、ガラス材の熱伝導性が比較的低いこ
とから金属基板としては高い熱伝導性を得ることができ
なかった。
【０００４】このような従来技術の課題に鑑み、本発明
の主な目的は、基材層と絶縁層との間の密着性が向上
し、耐衝撃性及び耐熱衝撃性が改善されると共に放熱性
の高い金属基板及びその製造方法を提供することにあ
る。
の主な目的は、基材層と絶縁層との間の密着性が向上
し、耐衝撃性及び耐熱衝撃性が改善されると共に放熱性
の高い金属基板及びその製造方法を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、金属からなる基材層と、セラミック粒子が
分散したガラス材からなる絶縁層と、金属アルコキシド
溶液を塗布し、焼成してなると共に前記各層との密着性
が高い金属酸化物層とを有することを特徴とする金属基
板、及び金属からなる基材層と、セラミック粒子が分散
したガラス材からなる絶縁層と、前記両層間に介在し、
前記基材層とは別の部材からなると共に前記各層との密
着性が高い金属酸化物層とを有する金属基板の製造方法
であって、前記基材層の表面に金属アルコキシド溶液を
塗布し、焼成して金属酸化物層を形成する過程と、セラ
ミック粒子及びガラス粉末をビヒクルに均一に分散して
なるペーストを前記金属酸化物層の表面に塗布し、焼成
することにより前記絶縁層を形成する過程とを有するこ
とを特徴とする金属基板の製造方法を提供することによ
り達成される。
明によれば、金属からなる基材層と、セラミック粒子が
分散したガラス材からなる絶縁層と、金属アルコキシド
溶液を塗布し、焼成してなると共に前記各層との密着性
が高い金属酸化物層とを有することを特徴とする金属基
板、及び金属からなる基材層と、セラミック粒子が分散
したガラス材からなる絶縁層と、前記両層間に介在し、
前記基材層とは別の部材からなると共に前記各層との密
着性が高い金属酸化物層とを有する金属基板の製造方法
であって、前記基材層の表面に金属アルコキシド溶液を
塗布し、焼成して金属酸化物層を形成する過程と、セラ
ミック粒子及びガラス粉末をビヒクルに均一に分散して
なるペーストを前記金属酸化物層の表面に塗布し、焼成
することにより前記絶縁層を形成する過程とを有するこ
とを特徴とする金属基板の製造方法を提供することによ
り達成される。
【０００６】
【作用】このように、絶縁層にガラスよりも熱伝導性の
高いセラミック粒子を分散させることにより放熱性が向
上し、分散させるセラミック粒子の種類と割合を選択す
れば基板表面の特性を所望に応じて設定でき、例えば基
材層の金属の熱膨脹係数に近い熱膨脹係数を絶縁層に持
たせることができ、温度変化時の熱応力が低減する。ま
た、基材層と絶縁層との間に基材層を酸化するのではな
く金属アルコキシド溶液を塗布し、焼成して形成した各
層との密着性が高い金属酸化物層を介在させることによ
り、金属酸化物層表面に凹凸を生じることなく各層同士
の密着性が向上すると共に金属酸化物層形成過程が簡便
になる。
高いセラミック粒子を分散させることにより放熱性が向
上し、分散させるセラミック粒子の種類と割合を選択す
れば基板表面の特性を所望に応じて設定でき、例えば基
材層の金属の熱膨脹係数に近い熱膨脹係数を絶縁層に持
たせることができ、温度変化時の熱応力が低減する。ま
た、基材層と絶縁層との間に基材層を酸化するのではな
く金属アルコキシド溶液を塗布し、焼成して形成した各
層との密着性が高い金属酸化物層を介在させることによ
り、金属酸化物層表面に凹凸を生じることなく各層同士
の密着性が向上すると共に金属酸化物層形成過程が簡便
になる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付の図面につ
いて詳しく説明する。図１は本発明が適用された第１の
実施例を示す厚膜電気回路用基板の模式的斜視図であ
り、図２は図１の側断面図である。これら図１及び図２
に併せて示すように、基板１は、フェライト系ステンレ
ス（ＳＵＳ４３０など）からなる金属基材層２と、この
基板２の表面に形成されたδ−Ａｌ2Ｏ3からなる厚さ数
μｍ以下の透明な金属酸化物層３と、Ａｌ2Ｏ3であって
良いセラミック粒子４ａが分散するガラスからなる厚さ
２５μｍの絶縁層４とを有し、この絶縁層４の表面に所
望の配線パターン５が形成されている。
いて詳しく説明する。図１は本発明が適用された第１の
実施例を示す厚膜電気回路用基板の模式的斜視図であ
り、図２は図１の側断面図である。これら図１及び図２
に併せて示すように、基板１は、フェライト系ステンレ
ス（ＳＵＳ４３０など）からなる金属基材層２と、この
基板２の表面に形成されたδ−Ａｌ2Ｏ3からなる厚さ数
μｍ以下の透明な金属酸化物層３と、Ａｌ2Ｏ3であって
良いセラミック粒子４ａが分散するガラスからなる厚さ
２５μｍの絶縁層４とを有し、この絶縁層４の表面に所
望の配線パターン５が形成されている。
【０００８】実際に基板１を形成するには、まず、金属
基材層２の表面に金属アルコシシド溶液（アルミナクリ
アーゾル ＳＨ−５，商品名：川研ファインケミカル株
式会社製）を塗布し、この基板１を室温〜２００℃程度
で乾燥させた後、大気中にて毎分２０℃の速度で昇温さ
せ６００℃にて１０分間保持し、その後毎分２０℃の速
度で冷却することにより金属酸化物層３を焼成してい
る。
基材層２の表面に金属アルコシシド溶液（アルミナクリ
アーゾル ＳＨ−５，商品名：川研ファインケミカル株
式会社製）を塗布し、この基板１を室温〜２００℃程度
で乾燥させた後、大気中にて毎分２０℃の速度で昇温さ
せ６００℃にて１０分間保持し、その後毎分２０℃の速
度で冷却することにより金属酸化物層３を焼成してい
る。
【０００９】次に、この金属酸化物層３の表面に、セラ
ミック（Ａｌ2Ｏ3）粒子と鉛ホウケイ酸系結晶化ガラス
粉末とを１対１の割合で有機溶剤からなるビヒクル中に
均一に分散させたペーストをスクリーン印刷を３回行う
ことにより塗布し、乾燥させた後、大気中にて毎分約３
５℃の速度で昇温させて９１０℃にて１０分間保持し、
その後毎分３５℃の速度で冷却させることにより絶縁層
４を焼成している。
ミック（Ａｌ2Ｏ3）粒子と鉛ホウケイ酸系結晶化ガラス
粉末とを１対１の割合で有機溶剤からなるビヒクル中に
均一に分散させたペーストをスクリーン印刷を３回行う
ことにより塗布し、乾燥させた後、大気中にて毎分約３
５℃の速度で昇温させて９１０℃にて１０分間保持し、
その後毎分３５℃の速度で冷却させることにより絶縁層
４を焼成している。
【００１０】ここで、本実施例では金属酸化物層３を６
００℃で焼成したが、実際には６００℃〜１０００℃の
範囲で焼成して良い。また、絶縁層４も本実施例では９
１０℃にて焼成したが、８００℃〜１０００℃の範囲で
５分間〜３０分間焼成すれば良い。更に、本実施例では
絶縁層４の厚さを２５μｍとしたが、例えばスクリーン
印刷の回数を変えることにより数十μｍ〜数百μｍの範
囲で任意に設定して良い。加えて、本実施例ではセラミ
ック（Ａｌ2Ｏ3）粒子と鉛ホウケイ酸系結晶化ガラス粉
末とを１対１の割合で混ぜたが、実際には所望の基板表
面特性に応じた割合として良い。このようにして形成し
た金属基板１について、衝撃強度、耐熱性、絶縁耐圧及
び熱伝導性の試験を行い、その結果を表１に示す。ま
た、基材層と絶縁層との密着性、耐熱衝撃性を従来のほ
うろう基板と比較した結果及び放熱性を従来のセラミッ
ク基板、ほうろう基板と比較した結果を表２に示す。
００℃で焼成したが、実際には６００℃〜１０００℃の
範囲で焼成して良い。また、絶縁層４も本実施例では９
１０℃にて焼成したが、８００℃〜１０００℃の範囲で
５分間〜３０分間焼成すれば良い。更に、本実施例では
絶縁層４の厚さを２５μｍとしたが、例えばスクリーン
印刷の回数を変えることにより数十μｍ〜数百μｍの範
囲で任意に設定して良い。加えて、本実施例ではセラミ
ック（Ａｌ2Ｏ3）粒子と鉛ホウケイ酸系結晶化ガラス粉
末とを１対１の割合で混ぜたが、実際には所望の基板表
面特性に応じた割合として良い。このようにして形成し
た金属基板１について、衝撃強度、耐熱性、絶縁耐圧及
び熱伝導性の試験を行い、その結果を表１に示す。ま
た、基材層と絶縁層との密着性、耐熱衝撃性を従来のほ
うろう基板と比較した結果及び放熱性を従来のセラミッ
ク基板、ほうろう基板と比較した結果を表２に示す。
【００１１】
【００１２】
【００１３】本発明に基づく金属基板は、表１に於ける
衝撃強度に於て実際には従来のほうろう基板に比較して
２倍以上であった。また、表２に良く示すように、本発
明に基づく金属基板は、従来のセラミック基板及びほう
ろう基板に比較して特に放熱性に於て優れていることが
わかる。
衝撃強度に於て実際には従来のほうろう基板に比較して
２倍以上であった。また、表２に良く示すように、本発
明に基づく金属基板は、従来のセラミック基板及びほう
ろう基板に比較して特に放熱性に於て優れていることが
わかる。
【００１４】尚、本実施例では、金属アルコキシド溶液
としてアルミニウムアルコキシシド溶液を塗布したが、
チタンアルコキシド溶液を用いればＴｉＯ2からなる金
属酸化層が形成される。また、本実施例ではセラミック
粒子４ａとしてＡｌ2Ｏ3粒子を用いたが、実際にはそれ
以外にＭｇＯ、ＢｅＯ、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ、ＡｌＮ等、
様々なセラミック材料を用いることができる。この場
合、例えばＳｉ3Ｎ4等を用いれば耐摩耗性の高い基板が
得られ、ＡｌＮ、ＢｅＯ等を用いれば熱伝導性の高い基
板が得られる。このセラミック粒子の種類、混合する割
合を変化させることにより所望に応じた基板表面の特性
を得ることができると共に基材層との密着性などを改善
することができる。
としてアルミニウムアルコキシシド溶液を塗布したが、
チタンアルコキシド溶液を用いればＴｉＯ2からなる金
属酸化層が形成される。また、本実施例ではセラミック
粒子４ａとしてＡｌ2Ｏ3粒子を用いたが、実際にはそれ
以外にＭｇＯ、ＢｅＯ、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ、ＡｌＮ等、
様々なセラミック材料を用いることができる。この場
合、例えばＳｉ3Ｎ4等を用いれば耐摩耗性の高い基板が
得られ、ＡｌＮ、ＢｅＯ等を用いれば熱伝導性の高い基
板が得られる。このセラミック粒子の種類、混合する割
合を変化させることにより所望に応じた基板表面の特性
を得ることができると共に基材層との密着性などを改善
することができる。
【００１５】図３は第２の実施例を示す図１と同様な模
式的斜視図であり、本発明を発熱回路を有する電気ヒー
タ用基板１１に適用している。本実施例に於ても第１の
実施例と同様に金属基材層１２の表面に金属酸化物層１
３が形成され、その表面にセラミック粒子が分散された
ガラスからなる絶縁層１４が形成されている。そして、
この絶縁層の表面に発熱回路１５がパターン形成されて
いる。それ以外の構成は第１の実施例と同様である。
式的斜視図であり、本発明を発熱回路を有する電気ヒー
タ用基板１１に適用している。本実施例に於ても第１の
実施例と同様に金属基材層１２の表面に金属酸化物層１
３が形成され、その表面にセラミック粒子が分散された
ガラスからなる絶縁層１４が形成されている。そして、
この絶縁層の表面に発熱回路１５がパターン形成されて
いる。それ以外の構成は第１の実施例と同様である。
【００１６】
【発明の効果】このように本発明によれば、絶縁層にセ
ラミック粒子を分散させたガラスを用いることにより、
放熱性が向上する。また、分散させるセラミック粒子を
選択して基板表面の特性を所望に応じて設定できること
から、基材層の金属の熱膨脹係数に近い熱膨脹係数を絶
縁層に持たせることができ、温度変化時の熱応力が低減
する。また、上記基材層と絶縁層との間に基材層を酸化
するのではなく金属アルコキシド溶液を塗布し、焼成し
て形成した金属酸化物層を介在させることにより、金属
酸化物層を適宜選択することで、金属酸化物層表面に凹
凸を生じることなく各層の密着性が向上し、衝撃強度、
耐熱衝撃性が向上する。以上のことから本発明の効果は
極めて大である。
ラミック粒子を分散させたガラスを用いることにより、
放熱性が向上する。また、分散させるセラミック粒子を
選択して基板表面の特性を所望に応じて設定できること
から、基材層の金属の熱膨脹係数に近い熱膨脹係数を絶
縁層に持たせることができ、温度変化時の熱応力が低減
する。また、上記基材層と絶縁層との間に基材層を酸化
するのではなく金属アルコキシド溶液を塗布し、焼成し
て形成した金属酸化物層を介在させることにより、金属
酸化物層を適宜選択することで、金属酸化物層表面に凹
凸を生じることなく各層の密着性が向上し、衝撃強度、
耐熱衝撃性が向上する。以上のことから本発明の効果は
極めて大である。
【図１】本発明が適用された第１の実施例を示す厚膜電
気回路用基板の模式的斜視図である。
気回路用基板の模式的斜視図である。
【図２】図１の要部側断面図である。
【図３】本発明が適用された第２の実施例を示す電気ヒ
ータ用基板の模式的斜視図である。
ータ用基板の模式的斜視図である。
１ 基板 ２ 基材層 ３ 金属酸化物層 ４ 絶縁層 ４ａ セラミック粒子 ５ 配線パターン １１ 基板 １２ 基材層 １３ 金属酸化物層 １４ 絶縁層 １５ 配線パターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 茅本 隆司 神奈川県横浜市磯子区新磯子町一番地 日本発条株式会社内 (72)発明者 佐藤 繁美 神奈川県横浜市磯子区新磯子町一番地 日本発条株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−208893（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−109390（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−122294（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−230887（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−59888（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05K 1/05 B32B 15/04 H01B 17/62 H01B 19/00 321 H05B 3/20 328
Claims (2)
- 【請求項１】 金属からなる基材層と、 セラミック粒子が分散したガラス材からなる絶縁層と、 前記基材層と前記絶縁層との間に介在し、金属アルコキ
シド溶液を塗布し、焼成してなると共に前記各層との密
着性が高い金属酸化物層とを有することを特徴とする金
属基板。 - 【請求項２】 金属からなる基材層と、セラミック粒
子が分散したガラス材からなる絶縁層と、前記両層間に
介在し、前記基材層とは別の部材からなると共に前記各
層との密着性が高い金属酸化物層とを有する金属基板の
製造方法であって、 前記基材層の表面に金属アルコキシド溶液を塗布し、焼
成して前記金属酸化物層を形成する過程と、 セラミック粒子及びガラス粉末をビヒクルに均一に分散
してなるペーストを前記金属酸化物層の表面に塗布し、
焼成することにより前記絶縁層を形成する過程とを有す
ることを特徴とする金属基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40538190A JP3090962B2 (ja) | 1990-12-05 | 1990-12-05 | 金属基板及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40538190A JP3090962B2 (ja) | 1990-12-05 | 1990-12-05 | 金属基板及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04209587A JPH04209587A (ja) | 1992-07-30 |
| JP3090962B2 true JP3090962B2 (ja) | 2000-09-25 |
Family
ID=18514985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP40538190A Expired - Fee Related JP3090962B2 (ja) | 1990-12-05 | 1990-12-05 | 金属基板及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3090962B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1027571C2 (nl) * | 2004-11-23 | 2006-05-24 | Ferro Techniek Holding Bv | Emailsamenstelling voor toepassing als dielektricum, en gebruik van een dergelijke emailsamenstelling. |
| KR100800119B1 (ko) * | 2005-05-18 | 2008-01-31 | 주식회사 에너지코리아 | 복사열 방사용 전기가열 장치 |
-
1990
- 1990-12-05 JP JP40538190A patent/JP3090962B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04209587A (ja) | 1992-07-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0355998B1 (en) | Glass ceramic substrate having electrically conductive film | |
| JP3090962B2 (ja) | 金属基板及びその製造方法 | |
| JP3033852B2 (ja) | 窒化アルミニウムヒータ用抵抗体及び抵抗ペースト組成物 | |
| JPS59130401A (ja) | 電気的抵抗体およびその製造方法 | |
| JPH0529160B2 (ja) | ||
| JPH04209588A (ja) | 金属基板 | |
| US5053283A (en) | Thick film ink composition | |
| US5466488A (en) | Method of making glazed AlN substrate with an Al2 O3 -SiO2 interfacial layer | |
| JP4843823B2 (ja) | 絶縁ペースト | |
| JP2819739B2 (ja) | グレーズセラミックス基板の製造方法 | |
| JPS59130082A (ja) | 面状発熱体 | |
| JPH06101370B2 (ja) | アルミニウム製フィン付きセラミック発熱部材 | |
| JPH0640064A (ja) | グレーズドセラミック基板の製造方法 | |
| JPH0431339A (ja) | ガラス―セラミック複合体 | |
| JPH0212888A (ja) | 高放熱性ホウロウ回路基板 | |
| JPS63158861A (ja) | 高熱伝導性回路基板の製造方法 | |
| KR940009182B1 (ko) | 음극선관용 히이터 및 그 제조방법 | |
| JPS58173882A (ja) | 回路用基体および印刷回路体 | |
| JP2001326437A (ja) | 配線板 | |
| JPH02125728A (ja) | 複合基板およびその製造方法 | |
| JPS60109258A (ja) | 炭化珪素配線板 | |
| JPH06107483A (ja) | グレーズドＡｌＮ基板 | |
| JPH0845651A (ja) | 複層セラミックヒーター | |
| JPH06325861A (ja) | 発熱体構造 | |
| JP2580615B2 (ja) | 温度センサ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080721 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080721 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090721 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |